Техпроцесс обработки вала шестерни (5 видео)

Курсовая работа: Разработка технологического процесса обработки вала-шестерни

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РФ

к выпускной квалификационной работе по технологии машиностроения на тему:

«Разработка технологического процесса обработки вала-шестерни»

Автор проекта Васильев С.В.

Специальность 1201 (технология машиностроения)

Обозначение проекта ВКР 2068956-1201-12-02

Руководитель проекта Гилета В.П.

Раздел 1. Разработка технологического процесса изготовления детали вал-шестерня

1.2 Анализ служебного назначения и технологичности конструкции детали

1.2.2 Материал детали и его свойства

1.2.3 Анализ технологичности детали

1.3 Определение типа производства и формы его организации

1.4 Выбор исходной заготовки и метода ее изготовления

1.5 Разработка маршрута обработки

1.5.2 Сравнение вариантов обработки

Содержание

1.2.1 Описание изделия
3. Устанавливаем принятое число рабочих мест Р, округляя до ближайшего большего целого числа полученное значение mр.
Общие исходные данные:
Вид заготовки
🎥 Видео

1.6 Расчет припусков и технологических размерных цепей

1.6.1 Расчет припусков и предельных размеров по технологическим переходам на обработку поверхности Æ60к6

1.7 Выбор режущего инструмента

1.8 Выбор средств измерения

1.9 Выбор оборудования, приспособлений, мерительного инструмента

1.10 Расчет режимов резания и норм времени

1.11 Расчет технической нормы времени

Раздел 2. Проектирование приспособления для фрезерования шпоночных пазов

2.1 Виды и назначения станочных приспособлений

2.3 Выбор режущего инструмента

2.4 Расчет режимов и сил резания

2.5 Описание конструкции приспособления

2.6 Описание работы приспособления

2.7 Расчёт силового замыкания

2.8 Расчёт коэффициента запаса

2.9 Расчет пневмокамеры

2.10 Расчет погрешности установки детали в приспособлении

2.11 Расчет растяжения и изгиба прихвата

Раздел 3 Разработка мерительного приспособления для контроля отклонения соосности шеек под подшипники

3.1 Назначение мерительных приспособлений

3.2 Описание конструкции приспособления

3.3 Описание работы приспособления

3.4 Расчет погрешности установки детали в приспособлении

Список использованной литературы

Раздел 1: Разработка технологического процесса изготовления детали вал-шестерня

Отличительной особенностью современного этапа развития машиностроения является широкое использование достижений фундаментальных и общеинженерных наук для решения теоретических проблем и практических задач технологии машиностроения. Различные разделы математических наук, теоретической механики, физики, химии, материаловедения и многих других наук принимаются в качестве теоретической основы новых направлений технологии машиностроения или используются в качестве аппарата для решения практических технологических вопросов, существенно повышая общий теоретический уровень технологии машиностроения и ее практические возможности. Распространяются применение вычислительной техники при проектировании технологических процессов и математическое моделирование процессов механической обработки. Осуществляется автоматизация программирования процессов обработки на станках с ЧПУ. Создаются системы автоматизированного проектирования технологических процессов — САПР ТП.

Углубляется разработка проблемы влияния технологии на физико-химическое состояние металла поверхностного слоя обрабатываемых заготовок, его дислокационное строение, размеры кристаллических блоков и на эксплуатационные свойства и надежность деталей машин. Продолжается разработка проблемы технологической наследственности и упрочняющей технологии.

Разрабатываются методы оптимизации технологических процессов по достигаемой точности, производительности и экономичности изготовления при обеспечении высоких эксплуатационных качеств и надежности работы машины. Создаются системы автоматизированного управления ходом технологического процесса с его оптимизацией по всем основным параметрам изготовления и требуемым эксплуатационным качествам.

Развертываются работы по созданию гибких автоматизированных производственных систем на основе использования ЭВМ, автоматизации межоперационного транспорта, робототехники и контроля.

Продолжается совершенствование технологических процессов изготовления деталей машин и сборки (в особенности в направлениях создания малоотходной технологии, чистовой сборки и автоматизации сборочных работ). Развитие технологии машиностроения на данном этапе должно осуществлять переход к массовому применению высокоэффективных систем машин и технологических процессов, обеспечивающих комплексную механизацию и автоматизацию производства, техническое перевооружение его основных отраслей.

В данном проекте требуется спроектировать технологический процесс изготовления детали – вал-шестерня, представленного на чертеже.

Основная цель работы – приобретение практических навыков в разработке технологических процессов и в выполнении технологических расчетов.

Годовая программа выпуска 3700 шт.

1.2 Анализ служебного назначения и технологичности конструкции детали.

Видео:Изготовление Вал шестерниСкачать

1.2.1 Описание изделия

Исходные данные: объектом проектирования технологического процесса является деталь вал – шестерня. (см. рабочий чертеж) с годовой программой 3700 шт. Детали типа тел вращения широко распространены в машиностроении.

Валы используют для передачи крутящего момента. Обычно валы установлены в корпусе редукторов, в качестве опор используются шейки валов, на которые устанавливаются подшипники. Шейки валов имеют высокую точность. Крутящий момент передаётся посредством зубчатых колёс закрепленных на валу с помощью шпоночных пазов и шпонок либо выполненных заодно с валом.

Функциональным назначением данной детали является передача крутящего момента от шпоночного паза на конусе 1:10 зубчатому венцу Ø 173,72 мм.

Таким образом, исполнительными (рабочими) поверхностями данной детали являются шпоночный паз R9 и зубчатый венец m = 3.5, z = 47. Основными конструкторскими базами являются шейки Ø 60k6; геометрическая ось которых является основной конструкторской базой, и торцы этих шеек, определяющих положение вала в механизме вдоль оси.

Для выхода резца в местах перепада диаметров выполнены проточки или канавки.

Остальные поверхности, в том числе и торцы вала, являются свободными поверхностями. Все поверхности данной детали являются обрабатываемыми.

Основной технологической базой для деталей типа валы является поверхность центровых отверстий, получаемых на одной из первых операциях .

1.2.2 Материал детали и его свойства

Деталь изготавливается из легированной стали 45Х ГОСТ 4543-81. Это конструкционная сталь, цементируемая, с повышенной прочностью по сравнению с обычной конструкционной сталью.

Эта сталь содержит около 0.45 % углерода, примерно 0.8-1.0 % хрома. А также 0,17-0,37 % кремния и 0,45-0,75% марганца.

Применяется для изготовления деталей, к которым предъявляются требования повышенной поверхностной твердости и повышенной износоустойчивости: втулки, пальцы, зубчатые колеса, толкатели, валики и т.п.

Таким образом, материал детали вал-шестерня полностью отвечает своему назначению: это крупная деталь с зубчатым венцом, работающим на износ при трении.

Указанный материал предполагает включение в технологический маршрут соответствующих операций химико-термической обработки: улучшение после черновой обработки для снятия возникших остаточных напряжениях, что бы в дальнейшем деталь не повело.

1.2.3 Анализ технологичности детали

С точки зрения механической обработки детали типа вал-шестерня вообще не технологичны, так как операция нарезания зубьев со снятием стружки производится в основном малопроизводительными методами.

В остальном деталь достаточно технологична, допускает применение высокопроизводительных режимов обработки, имеет хорошие базовые поверхности для первоначальных операций и довольно проста по конструкции

Конструкция детали представляет собой ступенчатый вал практически с двухсторонним расположением ступеней. Допускаемое наличие центровых отверстий обеспечивает создание основных технологических баз и выполнение почти всей обработки с соблюдением принципа постоянства баз. Зубчатый венец открытый, допускает обработку на проход.

Требования к точности расположения основных поверхностей заданы относительно оси подшипниковых шеек Ø 60 и не представляют сложности при выполнении.

С точки зрения унификации конструкционных элементов можно отличить, что почти все размеры детали (диаметральные) принадлежат нормальному ряду размеров, почти все фаски имеют унифицированный размер 2×45°. Зубчатый венец имеет стандартный модуль.

1.3 Определение типа производства и формы его организации

вал шестерня обработка фрезерование паз

Тип производства по ГОСТ 3.1108-74 характеризуется коэффициентом закрепления операций К з.о., который показывает отношение всех различных технологических операций, выполняемых или подлежащих выполнению подразделением в течение месяца, к числу рабочих мест.

На данном этапе проектирования нормирование переходов и операций выполняем приближенно.

То = 6l = 6×(50+68)×10-3 = 0,71 мин.

То = 0,52dl = 0,52×2×4×6 = 0,1 мин.

2. Черновое точение за один проход:

То = 0,17dl = 0,17×(42×30 + 39×5 + 60×233 + 75×50 + 173,72×110)×10-3 = 6,51 мин.

3. Чистовое точение по 8-му квалитету: То= 0,17dl =6,51 мин.

4. Тонкое точение по 6-му квалитету:

То = 0,1dl = 0,1×60×61×10-3 = 0,37 мин.

5. Фрезерование шпоночного паза цилиндрической фрезой:

То = 7ln = 7×103×17×10-3 = 5,77 мин., где n = 17 – число проходов

6. Фрезерование зубьев червячной фрезой:

То = 2,2Dl = 2,2×(173,72×110)×10-3 = 42,04 мин.

То = 0,1dl = 0,1×173,72×110×10-3 = 1,92 мин.

То = 0,15dl = 0,15×60×103×10-3 = 0,93 мин.

9. Нарезания наружной резьбы:

То = 19dl = 19×(42×30)×10-3 = 23,94 мин.

Порядок расчета коэффициента закрепления операций заключается в следующем:

1. Штучно-калькуляционное время

где То — основное время, мин; jк — коэффициент, зависящий от типа оборудования и производства.

2. Расчетное количество станков

где N = 3700 — годовая программа, шт.; Тшт-к — штучно-калькуляционьое время, мин; Fд = 4029 — действительный годовой фонд времени, часах; hз.к. — нормативный коэффициент загрузки оборудования (для серийного производства — 0,8).

Видео:Как читать чертежи вал шестерни прикидываем техпроцесс изготовленияСкачать

3. Устанавливаем принятое число рабочих мест Р, округляя до ближайшего большего целого числа полученное значение mр.

4. По каждой операции вычисляем значение фактического коэффициента загрузки рабочего места:

5. Количества операций, выполняемых на рабочем месте:

6. Подсчитаем суммарное значение для О и Р, определяем коэффициент закрепления операций и тип производства:

Согласно ГОСТ 14.004-74 при данном коэффициенте закрепления операций тип производства мелкосерийное.

Результаты расчета сведены в таблицу 3.1.

вид операции	To	jк	Tшт-к	mp	P	hз.н.	O
Фрезерование торцев	0,71	1,84	1,30	0,025	1	0,025	32,10
Сверление центров	0,10	1,75	0,17	0,003	1	0,003	239,32
Черновое точение	6,51	2,14	13,93	0,27	1	0,267	3,00
Чистовое точение	6,51	2,14	13,93	0,27	1	0,267	3,00
Тонкое точение	1,01	2,14	2,16	0,04	1	0,041	19,38
Фрезерование шпоночного паза	12,26	1,84	22,55	0,43	1	0,431	1,85
Зубофрезерование	42,04	1,66	69,79	1,34	2	0,668	1,20
Зубошлифование	1,91	2,1	4,02	0,08	1	0,077	10,40
Шлифование конуса	0,93	2,1	1,95	0,04	1	0,019	42,96
Нарезание резьбы	23,94	1,98	47,40	0,91	1	0,907	0,88

При групповой форме организации производства запуск изделий производится партиями с определенной периодичностью, что является признаком серийного производства.

Количество деталей в партии для одновременного запуска определяем упрощенным способом:

где а — периодичность запуска в днях (по рекомендациям — 6).

Корректировка размера партии, определение расчетного числа смен на обработку сей партии деталей на основных рабочих местах:

где Тшт-кср — среднее штучно-калькуляционное время по основным операциям, мин.

Расчетное число смен округляем до принятого целого числа спр=7. Определяем число деталей в партии, необходимых для загрузки оборудования на основных операциях в течение целого числа смен:

где 476 — действительный фонд времени работы оборудования в смену, мин; 0,8 — нормативный коэффициент загрузки станков в серийном производстве.

Определения такта выпуска:

мин.

1.4 Выбор исходной заготовки и метода ее изготовления

Выбор вида и метода получения заготовки

Заготовками для деталей типа вал наиболее часто служит либо сортовой прокат, либо штамповка. Так как данный вал относится к средним и крупным валам сложной конфигурации, с большим перепадом диаметров, а так же производство вала мелкосерийное, то целесообразнее использовать способ штамповки.

Рассчитаем стоимость заготовительной операции для двух способов получения заготовки.

Видео:Чертеж вал шестерни. Процесс изготовления валов с зубчатым венцомСкачать